□ 胡立彪

據(jù)媒體報(bào)道，日前，通用汽車(chē)正在考慮將其電動(dòng)車(chē)型中所使用的軟包電池?fù)Q成類(lèi)似特斯拉4680規(guī)格的大圓柱電池。此前，寶馬集團(tuán)也曾宣布，從2025年開(kāi)始在其電動(dòng)汽車(chē)中使用大圓柱電池。另外，保時(shí)捷、沃爾沃、Stellantis、江淮等國(guó)內(nèi)外車(chē)企也相繼透露應(yīng)用大圓柱電池的計(jì)劃或意愿。

不只汽車(chē)企業(yè)，許多動(dòng)力電池企業(yè)也開(kāi)始加大對(duì)大圓柱電池的推廣和布局。根據(jù)蓋世汽車(chē)研究院整理分析，特斯拉與松下是市場(chǎng)推出4680電池進(jìn)展較快的兩家企業(yè)，另有LG新能源、寧德時(shí)代、億緯鋰能、比克電池、遠(yuǎn)景動(dòng)力、蜂巢能源等電池企業(yè)都在積極跟進(jìn)包括4680在內(nèi)的大圓柱電池。

在動(dòng)力電池領(lǐng)域，目前方形電池和軟包電池一直處于主流地位，而圓柱電池早在多年前就已被推至市場(chǎng)邊緣，很少被車(chē)企使用。對(duì)于大圓柱電池的突然走熱，有業(yè)內(nèi)人士表示，這釋放出市場(chǎng)轉(zhuǎn)向的信號(hào)，2023年，或許將迎來(lái)大圓柱電池規(guī)?；袌?chǎng)應(yīng)用的拐點(diǎn)。

大圓柱電池走熱當(dāng)然有其市場(chǎng)邏輯，而能讓它在當(dāng)下熱起來(lái)，卻離不開(kāi)一個(gè)重量級(jí)推手——特斯拉。今年1月，特斯拉發(fā)表聲明，稱(chēng)將投資超過(guò)36億美元擴(kuò)建美國(guó)內(nèi)華達(dá)州的超級(jí)工廠，并將新建兩座工廠，其中一座即為4680電池工廠。據(jù)悉，新電池工廠規(guī)劃年產(chǎn)能100GWh，將適配150萬(wàn)輛輕型車(chē)以及Semi電動(dòng)卡車(chē)。這只是開(kāi)始。特斯拉稱(chēng)其4680電池長(zhǎng)期產(chǎn)能目標(biāo)為1000GWh甚至2000GWh、3000GWh，而且，其計(jì)劃將4680電池應(yīng)用拓展至儲(chǔ)能領(lǐng)域。另外，特斯拉在前不久公布了4項(xiàng)電池技術(shù)方面的新專(zhuān)利。

特斯拉的這些動(dòng)作，給人的感覺(jué)是其將沿著4680大圓柱電池路線大踏步前進(jìn)。此舉的推動(dòng)力，部分源自特斯拉特立獨(dú)行的性格，但更多則來(lái)自其在大圓柱電池領(lǐng)域擁有的突破性技術(shù)和實(shí)力。由于方形電池和軟包電池可以做到電池電芯之間“無(wú)縫”連接，實(shí)現(xiàn)空間利用最大化，更多的車(chē)企采用這種封裝形式。但特斯拉認(rèn)為圓柱電池之間存在空隙更利于電芯散熱，電池更安全，因此堅(jiān)持使用圓柱電池。而圓柱電池能量密度相對(duì)低的問(wèn)題，特斯拉必須面對(duì)并著力解決。

2020年9月，在“特斯拉電池日”，馬斯克發(fā)布其首款4680電池，并宣稱(chēng)該電池能量密度相比2170電池提升了5倍，輸出功率提升了6倍，使車(chē)輛續(xù)航里程增加16%，并且降低成本14%。未來(lái)，隨著電池材料和汽車(chē)設(shè)計(jì)的改進(jìn)，將使續(xù)航里程凈增加56%，生產(chǎn)成本下降54%。不過(guò)，雖然此消息在業(yè)界引起轟動(dòng)，但在之后的兩年時(shí)間里，特斯拉再無(wú)關(guān)于4680電池的下文。直到前不久特斯拉對(duì)外界公開(kāi)，其4680圓柱電池的量產(chǎn)取得重大突破，位于加利福尼亞州的工廠生產(chǎn)了86萬(wàn)顆電池電芯，可以支持1000車(chē)輛Model Y裝車(chē)，業(yè)界才明白過(guò)味來(lái)——原來(lái)特斯拉這兩年在臥薪嘗膽，一心攻克4680電池量產(chǎn)難關(guān)。

從原理上講，采用單體體積更大的4680電芯，可以減少封裝材料數(shù)量，降低包裝電芯外殼成本，重量也會(huì)隨之減輕。另外，大體積電芯排列起來(lái)電芯之間空隙變大，更容易布置散熱裝置。正基于此，特斯拉4680電池采用高鎳正極+硅碳負(fù)極材料，以及無(wú)極耳（又稱(chēng)全極耳）技術(shù)，大大降低了高鎳電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)，還將能量密度提升到了300kWh/kg。這種電池優(yōu)勢(shì)多多，但缺點(diǎn)也很明顯，其中最大的缺點(diǎn)之一是對(duì)加工工藝要求非常高。比如，4680電池采用的無(wú)極耳技術(shù)涉及分切、注液、揉平、激光焊接等多個(gè)環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響產(chǎn)品良品率，而產(chǎn)品低良品率會(huì)直接抬高生產(chǎn)成本。

令人嘆服的是，特斯拉經(jīng)過(guò)持續(xù)不斷的技術(shù)攻關(guān)，解決了諸多工藝難題，突破了量產(chǎn)瓶頸。在特斯拉2022年第三季度電話會(huì)議上，馬斯克宣稱(chēng)，公司終于在4680電池上獲得快速發(fā)展，產(chǎn)品良品率達(dá)到92%。

有業(yè)內(nèi)人士表示，在汽車(chē)電動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程中，動(dòng)力電池的重要性不言而喻，其續(xù)航里程、成本一直是制約純電動(dòng)汽車(chē)快速實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)全面滲透的重要因素。自2021年以來(lái)，動(dòng)力電池原材料遭遇多次漲價(jià)，讓車(chē)企增效降本的需求愈發(fā)強(qiáng)烈，在性能、成本、安全方面更具優(yōu)勢(shì)的大圓柱電池能夠快速出圈不足為奇。而特斯拉在4680大圓柱電池量產(chǎn)上取得重要突破，真的有可能帶動(dòng)大圓柱電池規(guī)模化市場(chǎng)應(yīng)用轉(zhuǎn)向。

如果屬于大圓柱電池的時(shí)代到來(lái)了，那么像特斯拉這樣的頭部車(chē)企自會(huì)通過(guò)制定標(biāo)準(zhǔn)促使其他電池廠商選擇站隊(duì)，這種情況下，電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的蛋糕怎么分的決定權(quán)由誰(shuí)掌握，就不言自明了。

《中國(guó)質(zhì)量報(bào)》【車(chē)市說(shuō)事】